矿物、岩石与土-矿物（工程地质课件）

知识点4公路工程建设活动中，我们必须识别出岩石与土，而岩石与土是由矿物组成的，因此，我们必须学习矿物。知识点4矿物：是自然界中的化学元素在一定的物理化学条件下形成的单质和化合物。造岩矿物：矿物是组成岩石或土的基本单位，世界上约有3000多种矿石，其中构成岩石的矿物主要有30余种，我们把这些类矿物称为造岩矿物。元素在地壳中的分布：地壳是由各种固体岩石组成的，而岩石则是各种矿物的集合体，矿物又是由各种化学元素集合而成。元素在地壳中的平均质量百分比称为元素克拉克值。地壳中10种最主要的化学元素为：O、Si、Al、Fe、Ca、Na、K、Mg、Ti、H，它们共占地壳总质量的99.96%。知识点4由一种元素组成的矿物称单质，例如石墨(C)、金刚石(C)、自然铜（Cu）、自然金（Au）等。由两种或两种以上的不同元素组成的矿物称化合物，例如石盐（NaCl）、石英（SiO2）、方解石（Ca[CO3]）等。知识点44.1矿物的形态：指矿物单体、矿物规则连生体及同种矿物集合体的外貌特征，分为显晶质矿物形态和隐晶质矿物形态，其中显晶质矿物形态又分为：知识点4

4.1.1单体形态：

根据晶体沿三维空间发育的相对程度，分为3种类型。

（1）一向延伸——晶体形态通常为柱状、针状。例：辉锑矿、辉石、角闪石。

（2）二向延展——晶体形态通常为板状、片状。例：云母、石膏。

（3）三向等长——晶体形态通常为粒状。例：石榴石、橄榄石、长石。

过渡类型——如，短柱状（辉石、毒砂）板柱状（正长石、重晶石）。

两向延长/柱状绿柱石石榴石白云母石英知识点4

4.1.2矿物集合体形态：矿物集合体指同种矿物许多个体聚集在一起的群体，根据颗粒大小（或可辨度）分为：

①显晶质集合体：晶簇状、块状等。

②隐晶质、胶态集合体：分泌体、结核、鲕状、豆状、钟乳状、葡萄状、肾状、皮壳状等。

辉锑矿黄铜矿紫水晶方解石4.1.3隐晶及胶态集合体形态玛瑙褐铁矿结核赤铁矿皮壳状绿松石知识点44.2矿物的物理性质a、矿物的光学性质：颜色、条痕、透明度、光泽、发光性。b、矿物的力学性质：解理、裂开、断口、硬度、弹性与挠性、脆性与延展性。c、矿物的其他性质：密度、相对密度、磁性、电学性质。知识点4

4.2.1矿物的颜色：矿物学中的颜色分类-自色、他色、假色。自色：是矿物本身所固有的颜色。黄铜矿-铜黄色辉锑矿—铅灰色知识点4

他色：是矿物中混入了少量杂质所引起的。如石英是无色透明的，含碳时呈烟灰色，含锰时呈紫色，含铁时呈玫瑰色。刚玉（蓝宝石，红宝石）知识点4

假色：是矿物内部的裂隙或表面的氧化膜对光的折射、散射造成的。假色的种类很多，如锖色、晕色、变色（变彩）、乳光（蛋白光）等。斑铜矿表面形成的锖色冰洲石表面形成的晕色知识点4

4.2.2矿物的条痕：是矿物在无釉瓷板上擦划后留下的颜色(实际是矿物的粉末)的颜色。由于它消除了假色，减低了他色，因而比矿物颗粒的颜色更为固定．故可用来鉴定矿物。黄铁矿—浅铜黄色，条痕色：黑色黄铜矿--铜黄色，条痕色：带绿的黑色知识点4

4.2.3矿物的透明度：矿物允许可见光透过的程度—矿物对可见光的透射作用。在肉眼鉴定中可分为三级：透明、半透明、不透明。

透明：可透过1cm厚的矿物看清楚物体的轮廓。例：石膏、冰洲石（多为无色、白色或浅色矿物）半透明：当透过1cm厚的矿物可见物体的阴影。例：辰砂、浅色闪锌矿（多为彩色矿物）不透明：当透过1cm厚的矿物时，看不见物体。例：石墨、方铅矿（多为黑色矿物）知识点4

4.2.4矿物的光泽：肉眼鉴定中矿物光泽分为四级：金属光泽：其反射能力强，如同经过抛光的平滑金属表面那样的反光。例：自然金、方铅矿。半金属光泽：其反射能力较强，呈如同一般未经过抛光的平滑金属表面那样的反光。例：黑钨矿、磁铁矿、赤铁矿等。金刚光泽：其反射能力稍强而呈金刚石那样灿烂耀眼的反光。例：金刚石、锆石、辰砂表面。玻璃光泽：其反射能力弱而呈如同玻璃板表面那样的反光。例：石英、长石、方解石等。知识点4

油脂光泽—表面有油脂似的光泽，例：石英的断口。树脂光泽—像树脂表面的光泽，例：浅色闪锌矿。腊状光泽—像蜡烛表面的光泽，一般为透明矿物的隐晶质或非晶质致密块体上，例：块状叶腊石（寿山石）。土状光泽—光泽黯淡或者说无光泽，一般出现在透明矿物的细粒集合体上，例：高岭石。丝绢光泽—如同蚕丝所反射的那样的光泽，一般出现在浅色矿物的纤维状集合体上，例：石棉、纤维石膏。珍珠光泽—如同蚌壳凹面（珍珠层）上那种柔和而多彩的光泽，它是由于一系列解理面对光反复产生反射，并相互发生干涉造成的，例：滑石。知识点4石英油脂光泽知识点44.2.5矿物的发光性：矿物在外来能量的激发下，发出可见光的性质例如：荧光、磷光。白钨矿发出的荧光4.3矿物的力学性质

4.3.1矿物的解理：矿物晶体在外力作用下，沿着一定的结晶方向破裂成一系列光滑平面的性质，叫做解理。由于同种矿物的解理方向和完好程度总是相同的，性质很固定，因此，解理是宝石矿物的重要鉴定特征。4.3矿物的力学性质1、极完全解理：矿物极易形成光滑的解理面，例：云母。2、完全解理：矿物易形成光滑的解理面，方解石。3、中等解理：解理面清楚，但不平整、连续，例：金红石。4、不完全解理：解理面出现困难。例：磷灰石。5、极不完全解理：罕见解理面。例：石英。云母方解石4.3矿物的力学性质

4.3.2矿物的断口：矿物内部若不存在由晶体结构所控制的弱结合面网，则在外力的打击下，不按一定的结晶学方向（将沿任意方向）发生破裂而形成的各种不平整的断开面的性质。断口的类型主要分为：4.3.2矿物的断口1、贝壳状断口——呈圆形或椭圆形的光滑曲面，并出现以受力点为中心的不很规则的同心圆状波纹，形似贝壳。例：玛瑙2、纤维状断口——断面呈纤维丝状，见于纤维状矿物集合体上。3、平坦状断口——断面较平坦，见于块状矿物。

例：块状高岭石4、参差状断口——断面呈参差不平状，大多数脆性矿物以及块状或粒状的集合体具此种断口。

例：磷灰石、石榴石5、锯齿状断口——呈尖锐锯齿状，见于强延展性的自然金属元素矿物。例：自然铜、自然金6、土状断口——断面粗糙，呈细粉状，为土状矿物特有。

例：高岭石4.3.3矿物的硬度：4.3.3矿物的硬度：指矿物抵抗刻划、压入或研磨能力的大小。国际摩氏硬度计1-滑石；2-石膏；3-方解石；4-萤石；5-磷灰石；6-正长石；7-石英；8-黄玉；9-刚玉；10-金刚石利用摩氏硬度计测定未知矿物硬度的方法：将欲测矿物与摩氏硬度计中的标准矿物互相刻划比较来确定，如某一矿物能划动方解石，说明其硬度大于方解石，但又能被萤石所划动，说明其硬度小于萤石，则该矿物的硬度为3到4之间，可写成3-4或3.5度；再如黄铁矿能轻微刻伤正长石，但不能刻伤石英，而本身却能被石英所刻伤，因此，黄铁矿的摩氏硬度为6—6.5。4.3.3矿物的硬度野外工作中我们常用指甲和小刀来判断未知矿物的硬度，并将未知矿物粗略分为三级：软矿物（指甲能刻划）；中等硬度矿物（硬度介于指甲与小刀之间）；硬矿物（小刀不能刻划）。4.4常见的矿物及主要特征石英:SiO2

，鉴定特征：形态、颜色和硬度。石英通常为粒状、块状或晶簇状、放射状，透明度较好。成分纯者无色透明，夹杂了其它物质常呈紫色或粉色，条痕白色，玻璃光泽，无解理，断口有油脂光泽，贝壳状断口，比重2.65，硬度7.0。三大岩类中均有石英产出，化学性质稳定，抗风化能力强，含石英越多的岩石，岩性越坚硬。自然界中的各种石英4.4常见的矿物及主要特征正长石：K[AlSi3O8]，鉴定特征为晶体形态、双晶、颜色、硬度和解理。单晶呈短柱状或厚板状，集合体呈粒状。肉红色或浅黄色，条痕白色，玻璃光泽，透明。硬度6，颜色为肉红色或黄褐色或近于白色，玻璃光泽，硬度6，比重2.57。中等解理，易于风化。常见于岩浆岩、花岗片麻岩、正长片麻岩和碎屑沉积岩中。可用作陶瓷和玻璃原料。正长石4.4常见的矿物及主要特征云母：白云母KAl2[AlSi3O10](OH)2、黑云母K(Mg，Fe)3[AlSi3O10](OH)2

。鉴定特征为形态、颜色、解理、薄片具弹性、硬度。单晶呈假六方短柱状、板状或片状，集合体呈片状或鳞片状，薄片无色透明有弹性。白云母呈无色，含杂质者呈浅灰、浅绿色，条痕白色。玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽，透明。黑云母常呈深褐或黑色，条痕灰色，玻璃光泽，解理面呈珍珠光泽。硬度2-3，一组极完全解理，薄片具弹性，比重2.76-3.l。电的绝缘性良好。当岩石中含云母较多时，易风化，强度会降低。广泛分布于岩浆岩、结晶片岩和片麻岩中。白云母黑云母4.4常见的矿物及主要特征橄榄石：鉴定特征为晶体形态、颜色。柱状或厚板状晶形，完好的晶形不常见，通常呈不规则粒状集合体。橄榄绿至黄绿色，玻璃光泽，硬度6.5～7，无解理，贝壳状断口。主要形成于超基性、基性岩浆岩及变质岩中，是地幔岩和陨石的主要成分，橄榄石不与石英共生。4.4常见的矿物及主要特征方解石(CaC03)

呈菱面体或六方柱，无色或乳白色，玻璃光泽，硬度3，三组完全解理，与稀盐酸起泡，是组成石灰岩的主要成分，方解石的色彩因其中含有的杂质不同而变化，但一般多为白色或无色。无色透明的方解石也叫冰洲石。4.4常见的矿物及主要特征辉石：是最主的造岩矿物，鉴定特征为形态、颜色、条痕和解理。单晶呈短柱状，集合体常呈粒状。黑色或绿黑色，条痕白色，玻璃光泽，透明。硬度5.5-6.0，中等解理，比重3.2-3.6。含铁量越高，颜色越深，其硬度也高。而含镁多的辉石则呈古铜色。主要产于浆岩和变质岩中。4.4常见的矿物及主要特征白云石菱面体，集合体呈块状，灰白色，硬度为3.5～4，遇稀盐酸时微弱起泡。4.4常见的矿物及主要特征石膏

集合体呈致密块状或纤维状，一般为白色，硬度为2，玻璃光泽，一组完全解理，广泛用于建筑、医学等方面。纯无色透明的晶体称为透石膏

雪白色、不透明的细粒块状称为雪花石膏纤维状集合体并具丝绢光泽的称为纤维石膏4.4常见的矿物及主要特征滑石集合体呈致密块状，白色、淡黄色、淡绿色，珍珠光泽，硬度1，富有滑腻感，工业上常用原料。4.4常见的矿物及主要特征黄铁矿

立方体，颜色为浅黄铜色，金属光泽，不规则断口，硬度为6，易风化，风化后生成硫酸和褐铁矿。常见于岩浆岩和沉积岩的砂岩和石灰岩中。4.4常见的矿物及主要特征赤铁矿鲕状、肾状、块状，红、褐色等，条痕樱红色，半金属光泽，硬度5-6，无解理，参差状断口。4.4常见的矿物及主要特征萤石立方体,通常是黄、绿、蓝、紫等色，无色者少，玻璃光泽，硬度为4，四组完全解理，加热是或在紫外线照射下显荧光。4.4常见的矿物及主要特征高岭石致密块状、土状，白色、土状光泽，断口平坦状，潮湿后具可塑性，但无膨胀性。干燥时粘舌，易捏成粉末，可用作陶瓷原料、耐火材料和造纸工业等